Graphene khử muối trong nước. Thư viện kỹ thuật miễn phí

TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, SỰ PHÁT TRIỂN TRONG ĐIỆN TỬ
Thư viện kỹ thuật miễn phí / nguồn cấp tin tức

Graphene khử muối trong nước

11.04.2017

Vấn đề tiếp cận nguồn nước ngày càng trở nên gay gắt đối với Trái đất - theo ước tính của Liên hợp quốc, đến năm 2025, hơn 14% cư dân trên thế giới sẽ gặp khó khăn trong việc tiếp cận với nước sạch. Cho đến nay, có hàng chục phương pháp và công nghệ khử mặn nước biển, một số trong số đó đôi khi được sử dụng ở quy mô công nghiệp ở các nước Ả Rập giàu có vì thiếu nước ngọt.

Tất cả các kỹ thuật khử muối này đều có hai nhược điểm chính - những công nghệ này quá đắt và lãng phí nhiều năng lượng, hoặc hệ thống lọc nhanh chóng bị tắc nghẽn và không thể sử dụng được. Tất cả điều này làm cho việc khử muối trở nên vô nghĩa theo quan điểm kinh tế.

Andrei Geim, người đoạt giải Nobel Vật lý năm 2010, và các đồng nghiệp của ông tại Đại học Manchester đã tìm ra cách sử dụng mới cho graphene, một vật liệu mới dựa trên carbon do Geim và Konstantin Novoselov tạo ra vào năm 2004. Họ phát hiện ra rằng graphene có thể được biến thành một "cái rây" nguyên tử đặc biệt bằng cách tính đến cách các ion khác nhau hoạt động khi được bao quanh bởi các phân tử nước.

Nhóm của Geim thu hút sự chú ý đến một tính chất đơn giản của nước đã được các nhà hóa học biết đến trong hơn một trăm năm - khả năng hình thành liên kết hydro yếu với các ion tích điện âm và dương. "Kỹ năng" này của nước giải thích tại sao nó hòa tan hầu hết các muối, đường, axit và các hợp chất hữu cơ và vô cơ khác. Trên thực tế, sau khi muối tan trong nước, mỗi ion của nó được bao bọc bởi một loại "áo lông" của các phân tử nước.

Theo ghi nhận của Game và các đồng nghiệp của ông, các ion trong một chiếc "áo khoác lông" như vậy sẽ có kích thước lớn hơn đáng kể so với bản thân các phân tử nước hoặc các nguyên tử mang điện tích trung hòa. Nhờ đó, chúng có thể được sàng lọc khỏi nước nếu một cái rây được tạo ra cho phép các phân tử nước đi qua, nhưng không cho phép các ion lớn hơn đi qua. Các ion sẽ bị trì hoãn bởi chúng do thực tế là chúng chỉ đơn giản là không "vừa vặn" với chúng mà không làm mất đi một số phân tử nước, điều này không thuận lợi về mặt năng lượng theo quan điểm của các định luật vật lý.

Từ lâu, các nhà khoa học đã cố gắng điều chỉnh "Nobel carbon" cho những mục đích này, nhưng vấn đề là các màng graphene phồng lên khi chúng đi vào nước và bắt đầu đi qua không chỉ nước, mà còn cả magiê, natri và một số ion khác. Game, Nyre và các đồng nghiệp của họ đã giải quyết vấn đề này bằng cách học cách dán các dải graphene đơn lẻ sao cho chúng gần như không bị phồng lên khi tiếp xúc với nước, bằng cách sử dụng keo epoxy thông thường.

Ở dạng này, các "sàng graphene" như vậy chỉ vượt qua 2% magiê, natri, kali, liti và các ion khác, thực sự biến chúng thành bộ khử mặn nước siêu hiệu quả mà không cần nguồn năng lượng bên ngoài. Hiện vẫn chưa rõ những bộ phim như vậy sẽ phản ứng với ô nhiễm như thế nào. Các nhà vật lý có kế hoạch kiểm tra trong tương lai gần.

Các ion nào và bao nhiêu trong số chúng đi qua một "sàng" như vậy phụ thuộc vào khoảng cách giữa các màng, điều này cho phép chúng không chỉ được sử dụng để khử muối trong nước mà còn để làm sạch các mẫu khác nhau khỏi các ion hoặc phân tử không cần thiết. Như các nhà khoa học hy vọng, việc dễ dàng sản xuất màng của chúng, chi phí thấp và hiệu quả cao sẽ giúp chúng nhanh chóng thâm nhập vào ngay cả những ngóc ngách nghèo nàn nhất của Trái đất và từ đó giúp giải quyết vấn đề tiếp cận nguồn nước.

<< Quay lại: Trung Quốc là nhà sản xuất năng lượng mặt trời lớn nhất 12.04.2017

>> Chuyển tiếp: Nôi thông minh của Ford 11.04.2017

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Sự tồn tại của quy luật entropy cho sự vướng víu lượng tử đã được chứng minh 09.05.2024

Cơ học lượng tử tiếp tục làm chúng ta ngạc nhiên với những hiện tượng bí ẩn và những khám phá bất ngờ. Gần đây, Bartosz Regula từ Trung tâm Điện toán Lượng tử RIKEN và Ludovico Lamy từ Đại học Amsterdam đã trình bày một khám phá mới liên quan đến sự vướng víu lượng tử và mối liên hệ của nó với entropy. Sự vướng víu lượng tử đóng một vai trò quan trọng trong khoa học và công nghệ thông tin lượng tử hiện đại. Tuy nhiên, sự phức tạp trong cấu trúc của nó khiến cho việc hiểu và quản lý nó trở nên khó khăn. Khám phá của Regulus và Lamy chứng tỏ rằng sự vướng víu lượng tử tuân theo một quy luật entropy tương tự như quy luật đối với các hệ cổ điển. Khám phá này mở ra những góc nhìn mới trong khoa học và công nghệ thông tin lượng tử, giúp chúng ta hiểu sâu hơn về sự vướng víu lượng tử và mối liên hệ của nó với nhiệt động lực học. Kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng đảo ngược của các phép biến đổi vướng víu, điều này có thể đơn giản hóa đáng kể việc sử dụng chúng trong các công nghệ lượng tử khác nhau. Mở một quy tắc mới ... >>

Điều hòa mini Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Mùa hè là thời gian để thư giãn và du lịch, nhưng thường thì cái nóng có thể biến thời gian này thành một sự dày vò không thể chịu đựng được. Gặp gỡ sản phẩm mới của Sony - điều hòa mini Reon Pocket 5, hứa hẹn sẽ mang đến mùa hè thoải mái hơn cho người dùng. Sony vừa giới thiệu một thiết bị độc đáo - máy điều hòa mini Reon Pocket 5, giúp làm mát cơ thể trong những ngày nắng nóng. Với nó, người dùng có thể tận hưởng sự mát mẻ mọi lúc, mọi nơi chỉ bằng cách đeo nó quanh cổ. Máy điều hòa mini này được trang bị tính năng tự động điều chỉnh các chế độ vận hành cũng như cảm biến nhiệt độ và độ ẩm. Nhờ công nghệ tiên tiến, Reon Pocket 5 điều chỉnh hoạt động tùy thuộc vào hoạt động của người dùng và điều kiện môi trường. Người dùng có thể dễ dàng điều chỉnh nhiệt độ bằng ứng dụng di động chuyên dụng được kết nối qua Bluetooth. Ngoài ra, còn có áo phông và quần short được thiết kế đặc biệt để thuận tiện, có thể gắn một chiếc điều hòa mini. Thiết bị có thể ồ ... >>

Năng lượng từ không gian cho Starship 08.05.2024

Sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian ngày càng trở nên khả thi hơn với sự ra đời của các công nghệ mới và sự phát triển của các chương trình không gian. Người đứng đầu công ty khởi nghiệp Virtus Solis chia sẻ tầm nhìn của mình về việc sử dụng Starship của SpaceX để tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo có khả năng cung cấp năng lượng cho Trái đất. Startup Virtus Solis đã tiết lộ một dự án đầy tham vọng nhằm tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo sử dụng Starship của SpaceX. Ý tưởng này có thể thay đổi đáng kể lĩnh vực sản xuất năng lượng mặt trời, khiến nó trở nên dễ tiếp cận hơn và rẻ hơn. Cốt lõi trong kế hoạch của startup là giảm chi phí phóng vệ tinh lên vũ trụ bằng Starship. Bước đột phá công nghệ này được kỳ vọng sẽ giúp việc sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian trở nên cạnh tranh hơn với các nguồn năng lượng truyền thống. Virtual Solis có kế hoạch xây dựng các tấm quang điện lớn trên quỹ đạo, sử dụng Starship để cung cấp các thiết bị cần thiết. Tuy nhiên, một trong những thách thức quan trọng ... >>

Phương pháp mới để tạo ra pin mạnh mẽ 08.05.2024

Với sự phát triển của công nghệ và việc sử dụng ngày càng rộng rãi các thiết bị điện tử, vấn đề tạo ra nguồn năng lượng hiệu quả và an toàn ngày càng trở nên cấp thiết. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Queensland vừa tiết lộ một phương pháp mới để tạo ra pin kẽm công suất cao có thể thay đổi cục diện của ngành năng lượng. Một trong những vấn đề chính của pin sạc gốc nước truyền thống là điện áp thấp, điều này hạn chế việc sử dụng chúng trong các thiết bị hiện đại. Nhưng nhờ một phương pháp mới được các nhà khoa học phát triển nên nhược điểm này đã được khắc phục thành công. Là một phần trong nghiên cứu của họ, các nhà khoa học đã chuyển sang một hợp chất hữu cơ đặc biệt - catechol. Nó hóa ra là một thành phần quan trọng có thể cải thiện độ ổn định của pin và tăng hiệu quả của nó. Cách tiếp cận này đã làm tăng đáng kể điện áp của pin kẽm-ion, khiến chúng trở nên cạnh tranh hơn. Theo các nhà khoa học, loại pin như vậy có một số ưu điểm. Họ có b ... >>

Nồng độ cồn của bia ấm 07.05.2024

Bia, là một trong những đồ uống có cồn phổ biến nhất, có hương vị độc đáo riêng, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ tiêu thụ. Một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã phát hiện ra rằng nhiệt độ bia có tác động đáng kể đến nhận thức về mùi vị rượu. Nghiên cứu do nhà khoa học vật liệu Lei Jiang dẫn đầu đã phát hiện ra rằng ở nhiệt độ khác nhau, các phân tử ethanol và nước hình thành các loại cụm khác nhau, ảnh hưởng đến nhận thức về mùi vị rượu. Ở nhiệt độ thấp, nhiều cụm giống kim tự tháp hình thành hơn, làm giảm vị cay nồng của "etanol" và làm cho đồ uống có vị ít cồn hơn. Ngược lại, khi nhiệt độ tăng lên, các cụm trở nên giống chuỗi hơn, dẫn đến mùi cồn rõ rệt hơn. Điều này giải thích tại sao hương vị của một số đồ uống có cồn, chẳng hạn như rượu baijiu, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ. Dữ liệu thu được mở ra triển vọng mới cho các nhà sản xuất đồ uống, ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

Cảm biến hình ảnh sinh trắc học dựa trên nhựa 22.01.2016

Công ty FlexEnable của Anh, chuyên phát triển các thiết bị điện tử hữu cơ linh hoạt, một năm trước được tách ra từ Plastic Logic, do Đại học Cambridge tạo ra và công ty ISORG của Pháp, chuyên phát triển các cảm biến hình ảnh hữu cơ, được tạo ra vào năm 2010 bằng một spin- từ cơ quan nghiên cứu Pháp Phòng thí nghiệm vật liệu nano CEA-Grenoble, đã giới thiệu cảm biến hình ảnh sinh trắc học dựa trên nhựa dẻo đầu tiên trên thế giới. Kích thước của vùng hoạt động của cảm biến là 8,6 x 8,6 cm.

Các phần tử cảm quang của cảm biến có kích thước 78 micron, khoảng cách giữa chúng là 6 micron. Độ phân giải cảm biến - 1024 x 1024 pixel. Vì cảm biến kích thước lớn không cần hệ thống quang học nên độ dày của nó đã giảm xuống còn 0,3 mm. Cảm biến hoạt động trong vùng hồng ngoại nhìn thấy và gần của quang phổ, lên đến bước sóng 900 nm. Điều này cho phép bạn có được hình ảnh không chỉ của mô nhú trên bề mặt ngón tay mà còn của các mạch máu ở khu vực lân cận, giúp tăng mức độ bảo vệ.

Cảm biến được tạo ra bằng cách kết hợp công nghệ tách sóng quang hữu cơ in của ISORG với công nghệ mạch điều khiển bóng bán dẫn màng mỏng hữu cơ dựa trên nhựa của FlexEnable. Theo các đối tác, cảm biến linh hoạt và mỏng có thể được đặt trên hầu hết mọi bề mặt, điều này giúp cho nhiều vật thể có chức năng lấy dấu vân tay. Ví dụ, chiếc xe sẽ có thể nhận ra người lái xe ngay khi anh ta vòng tay quanh vô lăng, và chủ nhân của thẻ tín dụng có thể xác nhận hoạt động chỉ bằng cách cầm thẻ trên tay.

Thấy hết Lưu trữ tin khoa học công nghệ, điện tử mới

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web